農村電網(wǎng)負荷計算

農村電力負荷計算和預測3.1概述3.2負荷曲線3.3負荷預測一般方法10/9/20231華北電力大學電力工程系3.1概述農村電力負荷的計算和預測是編制農村電網(wǎng)供電規(guī)劃的基礎，使用在農村電網(wǎng)中的各種電氣設備，其經濟使用年限通常為10～20年。因此，電網(wǎng)改造方案，不僅要滿足現(xiàn)有負荷的需要，還應考慮電網(wǎng)的發(fā)展，以滿足未來負荷的需要。即使規(guī)劃階段不能準確地預測負荷，也必須對規(guī)劃區(qū)未來負荷的增長做出估計，特別是對那些負荷有快速增長潛勢的地區(qū)，更應該給予特別的注意。然而，應該指出的是：預測數(shù)值并不是計劃指標，而是給出一定條件下的發(fā)展趨勢的范圍，以供近期和遠期規(guī)劃決策時參考。10/9/20232華北電力大學電力工程系一、資料的搜集對資料的具體要求如下：（1）能用以進行負荷預測，尤其是以回歸分析法進行負荷預測時，要有足夠年份的影響負荷發(fā)展諸因素的歷史資料。（2）能滿足研究和確定供電方案的需要。（3）能對負荷預測的可靠性及實現(xiàn)規(guī)劃目標的可行性進行評價。（4）能滿足編寫規(guī)劃文件的要求。10/9/20233華北電力大學電力工程系二、負荷預測的內容和方法負荷預測分類負荷預測按時間分類長期：10年以上并以年為單位。中期：5年左右并以年為單位。短期：1年以內并以日、月、周、季為單位。負荷預測按行業(yè)分類八大行業(yè)負荷預測。專項負荷預測：第一、二、三產業(yè)。負荷預測按特性分類最高負荷、最低負荷、平均負荷、負荷峰谷差、高峰負荷平均、低谷負荷平均等。10/9/20234華北電力大學電力工程系國民經濟行業(yè)用電分類農林牧漁水利業(yè)工業(yè)－－制造業(yè)、采掘業(yè)其他事業(yè)－－房地產、公共事業(yè)、衛(wèi)生、體育、文化、教育、機關城鄉(xiāng)居民用電－－城鎮(zhèn)居民生活用電、鄉(xiāng)村居民生活用電地質普查和勘探業(yè)建筑業(yè)交通運輸郵電通信業(yè)商業(yè)10/9/20235華北電力大學電力工程系1．負荷預測的內容(1)規(guī)劃區(qū)各規(guī)劃年總負荷水平。(2)逐月的供用電量和供電最大負荷。(3)各規(guī)劃水平年兩個或多個典型日負荷曲線和年負荷曲線，以及負荷各種特征值，諸如年平均負荷率、最小負荷率、最大負荷率、最大峰谷差、最大負荷利用小時數(shù)。10/9/20236華北電力大學電力工程系2．農村電力負荷的特點及新特點特點：①、農村電力負荷大部分集中在夏、秋兩季。由于受到氣候的影響，高峰負荷出現(xiàn)的時刻也是經常變化的。特別是排澇負荷，完全決定暴風雨的時刻。因此，農村電力負荷的第一個的特點是有很強的季節(jié)性。負荷的季節(jié)性對電源容量的選擇和電力網(wǎng)的運行方式有很大的影響，在規(guī)劃中應給予充分的注意。②、農村電力負荷的第二個的特點是地區(qū)性。

③、第三個的特點是利用小時少。一般農村綜合負荷的利用小時數(shù)為1500～2000，而工業(yè)負荷的利用小時數(shù)為4000～6000。10/9/20237華北電力大學電力工程系④、第四個的特點是排澇負荷對供電的可靠性要求不同。排澇負荷對供電可靠性的要求與工業(yè)一級負荷相比，片刻停電對排澇負荷影響不大，從這個意義上來說，排澇負荷對供電的可靠性要求是低的。但是，排澇負荷不允許長期停電。如果暴風雨后3～5天內不能將積水排盡，將會造成嚴重的農業(yè)減產。從這個意義上來說，其對供電的可靠性要求很高。因此，在有排澇負荷的地區(qū)，進行規(guī)劃設計時應考慮到這一點。⑤、第五個的特點是負荷密度和功率因數(shù)低。就目前農村電氣化水平而言，負荷密度通常在5～75kw／km2的范圍內，且同一省份內負荷密度也不平衡，農村電力網(wǎng)的主要用電設備是異步電動機，加之其配套不合理，功率因數(shù)通常在0.6～0.7范圍內。10/9/20238華北電力大學電力工程系新特點

(1)農業(yè)排灌用電增加了新領域。

(2)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用電量顯著增加。

(3)負荷隨季節(jié)波動幅度減小。(4)農村生活用電不斷提高。3．負荷的分類負荷按行業(yè)來劃分可分為：地縣工礦企業(yè)用電、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用電、農業(yè)排灌用電、農副產品加工用電、及城鄉(xiāng)生活用電5大類。

10/9/20239華北電力大學電力工程系4．負荷預測方法對農網(wǎng)負荷預測，可根據(jù)負荷的類別，采用下列4種不同的方法進行。(1)用電單耗法。大型企業(yè)的用電負荷，諸如地縣工礦企業(yè)和部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，其用電負荷相對較大，且其產品規(guī)模和數(shù)量有一定計劃，宜采用此法進行預測。(2)年平均增長率法。小型企業(yè)的用電負荷，若其產品種類多，產品數(shù)量不定，可采用此法預測負荷。(3)系數(shù)法。農業(yè)排灌負荷，由于其季節(jié)性強，設備容量可確定，可采用需用此法預測負荷。(4)典型模式組合法。農副產品加工用電負荷，可根據(jù)產業(yè)結構及現(xiàn)有用電水平，采用此法進行預測。上述方法屬于經典法，在農村電網(wǎng)中，進行負荷預測也采用彈性系數(shù)法、回歸分析法、灰色預測法等，這些方法我們將在后續(xù)章節(jié)中詳細地加以敘述。10/9/202310華北電力大學電力工程系一、農村電力負荷曲線

接在農村電網(wǎng)中的負荷是經常變化的，一般說來它隨用戶的多少、用電情況的變化而變化，因此，它是一個隨機量。有關文獻中把農村電網(wǎng)的有功負荷表示成用戶數(shù)R和時間t的函數(shù)．即農村電網(wǎng)中的實用負荷曲線，僅考慮有功功率、無功功率、電流隨時間的變化，即以這些數(shù)量為縱標、以時間為指標繪制成曲線。3.2負荷曲線10/9/202311華北電力大學電力工程系10/9/202312華北電力大學電力工程系最大負荷、最小負荷以及平均負荷稱為日負荷曲線的特征值，這3個特征值將日負荷曲線劃分為3個負荷區(qū)，最小負荷以下稱為基負荷區(qū)，最小負荷與平均負荷之間為腰負荷區(qū)，最大負荷與平均負荷之間為峰負荷區(qū)。最小負荷與最大負荷的比值，即／，稱為日最小負荷率，(用β表示)，它反映負荷的變化幅度，其值越小，則變化幅度越大。平均負荷與最大負荷之比，即／，稱為日平均負荷率(用γ表示)，該值反映日負荷變化的不均勻程度，其值越小，表示日負荷均勻程度越差，設備利用率低。10/9/202313華北電力大學電力工程系在實用中，為了繪制負荷圖方便起見，通?？烧J為在1h過程中負荷的大小近似不變，這樣，負荷曲線便成為階梯形曲線，如圖3—2所示。10/9/202314華北電力大學電力工程系2、最大負荷利用小時數(shù)所謂最大負荷利用小時數(shù)，就是負荷如果始終保持最大值，經過后，它所消耗的電量恰好等于負荷全年的用電量。據(jù)此定義有式中E—全年用電量；—全年中的最大負荷。10/9/202315華北電力大學電力工程系3、各種用戶的負荷曲線10/9/202316華北電力大學電力工程系10/9/202317華北電力大學電力工程系10/9/202318華北電力大學電力工程系10/9/202319華北電力大學電力工程系10/9/202320華北電力大學電力工程系10/9/202321華北電力大學電力工程系10/9/202322華北電力大學電力工程系10/9/202323華北電力大學電力工程系10/9/202324華北電力大學電力工程系10/9/202325華北電力大學電力工程系10/9/202326華北電力大學電力工程系10/9/202327華北電力大學電力工程系3.3負荷預測的一般方法

負荷預測的方法是很多的。本書推薦使用單耗法、彈性系數(shù)法、外推法、綜合用電水平法及負荷密度法。國外，例如日本，采用增長曲線法、三點二次式法、回歸分析法，并且也采用彈性系數(shù)法；歐洲一些國家則采用仿真法、經濟模型法和外推法。近期在學術刊物上，又提出了一些新方法，諸如多元回歸和逐步回歸法、模糊預測法、灰色模型預測法。在現(xiàn)存的預測方法中，尚找不到一種方法能夠取代其余的方法，只能說某一種辦法較適合在那種場合，使用單位所希望的是統(tǒng)計工作量小而又準確的方法，且在預測中，常將各種方法的預測結果相互校核。下面介紹幾種常用的方法。10/9/202328華北電力大學電力工程系一、用電單耗法這種方法是根據(jù)產品或產值用電單耗和產品數(shù)量來推算電量的，其較適合于近、中期預測。這種方法計算規(guī)劃年度用電量的公式是式中D——產品用電單耗；Q——產品產量：Af——不能計算單耗的用電量。不能計算單耗的用電量，可按過去的自然增長規(guī)律及今后增減趨勢估算。使用用電單耗法時，可按整個城市主要產品進行測算，也可按各個用戶分別測算后再行業(yè)匯總。10/9/202329華北電力大學電力工程系二、彈性系數(shù)法彈性系數(shù)法一般用來對遠期電量水平的預測。所謂彈性系數(shù)，是國民經濟總產值GNP(GrossNationalProduct)的增長率除電力負荷增長率所得的商，即式中——彈性系數(shù)；——年平均電力消費增長率；——年平均國民經濟發(fā)展增長率。式中A——規(guī)劃年度的供電量，萬kWh；E——基準年度的供電量，萬kWh。

10/9/202330華北電力大學電力工程系彈性系數(shù)反映能源消費和國民經濟發(fā)展的比例關系?，F(xiàn)以我國某地區(qū)電網(wǎng)的統(tǒng)計數(shù)字來說明如何應用彈性系數(shù)法來預測地區(qū)電網(wǎng)的負荷。根據(jù)該區(qū)國民經濟的發(fā)展速度和電力消費增長情況的統(tǒng)計、分析和計算，規(guī)劃地區(qū)電網(wǎng)各階段的電力彈性系數(shù)如表3—2所示。

10/9/202331華北電力大學電力工程系從表3-2可見：該市在1963～1983年20年內，根據(jù)國民經濟的發(fā)展的特點，劃分為5個時期來測算電力彈性系數(shù)是易于說明問題的。全市5個時期的彈性系數(shù)除66年～70年和71年～75年這兩個非正常時期外，均1.07～1.08，即略大于1，且比較穩(wěn)定。分析同時期世界各個發(fā)達國家的彈性系數(shù)的變化也都是這種情況，正如表3-3所示。

中國2008年0.58,之前7年均大于110/9/202332華北電力大學電力工程系影響彈性系數(shù)變化的因素有：(1)觀察彈性系數(shù)的表達式(3-14)可知，如果國民經濟發(fā)展的速度快，而相對說來電力負荷發(fā)展的速度慢，則彈性系數(shù)??；反之，若國民經濟發(fā)展的速度慢，電力負荷發(fā)展的速度快，則彈性系數(shù)大。倘若電力負荷增加，而國民經濟的總產值下降，則彈性系數(shù)將出現(xiàn)負值。因為彈性系數(shù)是表明國民經濟總產值發(fā)生一個單位的變化時對電力增長的需求，所以電力彈性系數(shù)的大小也反映某個國家或某個地區(qū)對電能利用情況的好壞。10/9/202333華北電力大學電力工程系(2)生產發(fā)展是否正常對電力彈性系數(shù)有明顯的影響。分析規(guī)劃區(qū)的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：在“三五”期間的工農業(yè)總產值只增長了1.04％，而農業(yè)生產反而倒退，故彈性系數(shù)高達15.38，且農業(yè)電力彈性系數(shù)反而為負值。(3)國民經濟結構成分的變化，是影響電力彈性系數(shù)的重要因素。輕工業(yè)，尤其是電子工業(yè)的發(fā)展，由于其電能單耗小，產值高，使電力彈性系數(shù)向小的方向偏移。反之，凡是電能單耗高，產值低的產品，如化肥、鑄鋼等，在其發(fā)展中將使電力彈性系數(shù)向大的方向偏移。國民經濟和電力建設穩(wěn)步發(fā)展，電力彈性系數(shù)將趨于穩(wěn)定。

10/9/202334華北電力大學電力工程系(4)家庭用